Πώς μπορεί να διαχωριστεί το δημητριακό από το διάλυμα των λανθενίδων;

Το δημητριακό μπορεί να διαχωριστεί από ένα διάλυμα λανθανιδών χρησιμοποιώντας τη μοναδική του κατάσταση οξείδωσης. Ακολουθούν δύο κοινές μέθοδοι:

1. Οξείδωση και βροχόπτωση

* Οξείδωση: Το δημητριακό (III) οξειδώνεται σε δημητριακό (IV) χρησιμοποιώντας ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες όπως το βρωμικό νάτριο (NABRO3) ή το υπερουλφικό αμμωνίου [(NH4) 2S2O8] σε διάλυμα νιτρικού οξέος. Η αντίδραση συνήθως διεξάγεται σε αυξημένες θερμοκρασίες.

* βροχόπτωση: Το δημητριακό (iv) στη συνέχεια κατακρημνίζεται ως υδροξείδιο του δημητριακού (iv) (CE (OH) 4) προσθέτοντας μια βάση όπως η αμμωνία (NH3).

* Καθαρισμός: Το κατακρημνισμένο υδροξείδιο του δημητριακού (IV) φιλτράρεται, πλύνεται και διαλύεται σε νιτρικό οξύ. Η λύση μπορεί να καθαριστεί περαιτέρω με ανακρυστάλλωση του εξϋδρωμένου νιτρικού κυρώματος (IV) [Ce (NO3) 4 · 6H2O].

2. Χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων

* Επιλογή ρητίνης: Χρησιμοποιείται μια ισχυρή ρητίνη ανταλλαγής κατιόντων, όπως το Dowex 50W-X8.

* Έκλειψη: Το μίγμα λανθανιδίου φορτώνεται στη στήλη ρητίνης και τα λανθανίδια εκλούσονται χρησιμοποιώντας έναν παράγοντα συμπλοκοποίησης, συνήθως ένα διάλυμα α-υδροξυισοβιτυρικού αμμωνίου. Αυτό εξαλείφει τα λανθανίδια κατά σειρά μειώνοντας τον ατομικό αριθμό, με το δημητριακό να είναι το πρώτο που εξελίσσεται λόγω της υψηλότερης ιοντικής ακτίνας του.

* Συλλογή κλάσματος: Τα κλάσματα που περιέχουν κερί συλλέγονται χωριστά και καθαρίζονται περαιτέρω.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

* Οξείδωση και βροχόπτωση:

* Πλεονεκτήματα: Απλή και οικονομικά αποδοτική μέθοδος.

* Μειονεκτήματα: Μπορεί να είναι λιγότερο αποτελεσματική από τη χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων και μπορεί να απαιτεί πολλαπλά βήματα για πλήρη καθαρισμό.

* Χρωματογραφία ανταλλαγής ιόντων:

* Πλεονεκτήματα: Εξαιρετικά αποτελεσματικός διαχωρισμός, υψηλή καθαρότητα του τελικού προϊόντος.

* Μειονεκτήματα: Απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και διαδικασίες, μπορεί να είναι πιο ακριβός.

Άλλες μέθοδοι:

* Εξαγωγή διαλύτη: Επιλεκτική εκχύλιση δημητριακού σε οργανική φάση χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο εκχυλίσματα.

* Ηλεκτροχημικές μέθοδοι: Διαχωρισμός δημητριακού εκμεταλλευόμενοι τις διαφορετικές ηλεκτροχημικές ιδιότητες του.

Η επιλογή της μεθόδου διαχωρισμού εξαρτάται από την κλίμακα της λειτουργίας, την επιθυμητή καθαρότητα και τους διαθέσιμους πόρους.